塑料滑动轴承综合性能测试系统研制
滑动轴承试验台设计全解
目录摘要： ......................................................... - 1 - Abstract: ...................................................... - 2 - 1 绪论 ......................................................... - 3 -1.1 选题的背景和意义........................................ - 3 -1.2 滑动轴承试验台的研究现状................................ - 4 -1.3 设计的主要内容及要求.................................... - 6 -1.3.1 被测轴承的尺寸..................................... - 6 -1.3.2 测试条件........................................... - 6 -1.3.3 测试对象........................................... - 6 -2 滑动轴承的作用机理及相关参数估算 ............................. - 7 -2.1 滑动轴承动压形成的基本原理.............................. - 7 -2.2 滑动轴承试验台相关参数的估算............................ - 8 -2.2.1燃油泵滑动轴承的相关参数估算....................... - 8 -2.2.2 试验台摩擦转矩的估算............................... - 9 -3 滑动轴承试验台的设计 ........................................ - 10 -3.1 试验台总体布局及设计................................... - 10 -3.1.1 驱动系统.......................................... - 11 -3.1.2 润滑系统.......................................... - 11 -3.1.3 加载系统.......................................... - 12 -3.1.4 测量系统.......................................... - 12 -3.2 试验台主体台架及相关零件的设计......................... - 12 -3.2.1 支撑轴承座的设计.................................. - 13 -3.2.2 主轴的设计........................................ - 14 -3.2.3 联轴器的设计...................................... - 17 -3.2.4 油封设计：...................................... - 17 -3.3 驱动系统设计........................................... - 18 -3.3.1 变频电机的选择.................................... - 18 -3.3.2 变频器的选择...................................... - 20 -3.3.3 增速齿轮箱的设计.................................. - 20 -3.3.4 联轴器的选择...................................... - 22 -3.4 润滑系统设计........................................... - 23 -3.3.1 燃油泵中滑动轴承的润滑机理........................ - 23 -3.3.2 润滑系统原理...................................... - 24 -3.3.3 润滑系统液压泵的设计和选型........................ - 26 -3.3.4 液压泵驱动电机的选择.............................. - 27 -3.3.5 比例溢流阀的选择.................................. - 27 -3.3.6 比例流量阀的选择.................................. - 28 -3.4 加载系统设计........................................... - 29 -3.4.1 加载方案的选择.................................... - 29 -3.4.2 液压加载系统的原理................................ - 30 -3.4.3 液压系统主要元件的设计............................ - 32 -3.4.4 加载系统机构的设计................................ - 36 -3.5 测量系统设计........................................... - 37 -3.5.1 油膜压力分布的测量................................ - 37 -3.5.2 油膜温度分布的测量................................ - 40 -3.5.3 轴心轨迹测量...................................... - 41 -3.5.4 摩擦力矩测量...................................... - 42 -3.5.5 集流器的设计...................................... - 42 - 总结 .......................................................... - 44 - 致谢 .......................................................... - 45 - [参考文献] .................................................... - 46 -燃油泵滑动轴承试验台设计摘要：滑动轴承试验台通过模拟滑动轴承的工作情况，测试滑动轴承的各项性能参数，为分析影响滑动轴承润滑性能的因素，改善滑动轴承的润滑条件，优化轴承设计和延长轴承寿命等有重要作用。
滑动轴承试验台结构设计的开题报告
滑动轴承试验台结构设计的开题报告一、选题背景滑动轴承是机械设备的重要组成部分，它能够在租住内部承受高速摩擦、冲击、振动等作用力，并且有较好的耐磨性能。
因此，滑动轴承广泛应用于航空、轮船、汽车、轨道交通、机床等各个行业中。
在实际使用过程中，滑动轴承发生故障的情况时有发生，这可能会导致零件耐久性下降、工作效率低等问题。
这时需要通过实验来研究滑动轴承的摩擦性能、磨损性能以及疲劳寿命等信息。
因此，设计并制作一台适用于滑动轴承试验的试验台显得尤为重要。
二、选题目的和任务本项目的目的是设计和制作一台适用于滑动轴承试验的试验台，以满足对不同滑动轴承在有限条件下进行各项性能测试的需要。
主要任务如下：1、根据试验要求，设计轴承试验台的结构和相关部件；2、选取合适的电机为驱动器，实现轴承的旋转运动；3、控制系统在试验过程中自动记录轴承的转速、转矩、温度等参数，并能根据设定要求自动停止试验。
三、研究方案1、轴承试验台结构设计该试验台的主体结构应为钢结构，上部应有加强板以支撑整个试验系统。
同时，为了避免不必要的振动和噪音，还需进行相应的减震和隔音处理。
2、轴承试验驱动系统试验台主要通过电机驱动以达到旋转运动。
在电机选择中，需根据轴承承受的最大负载和试验速度来选择合适的驱动器。
3、轴承试验控制系统控制系统应该采用可编程控制器（PLC）作为核心，实现自动控制、数据采集、数据处理等功能。
同时，还应安装必要的传感器以测量实验数据，如转速、转矩以及温度等参数。
四、预期结果和成果本课题的最终成果是一台具有完善功能的滑动轴承试验台，它将能够进行多项轴承性能测试，并能够提供可靠和准确的测试数据。
这将在一定程度上为相关行业提供支持，并且具有较高的经济和社会效益。
滑动轴承实验指导书(更新并附实验报告)
滑动轴承实验一、概述滑动轴承用于支承转动零件，是一种在机械中被广泛应用的重要零部件。
根据轴承的工作原理，滑动轴承属于滑动摩擦类型。
滑动轴承中的润滑油若能形成一定的油膜厚度而将作相对转动的轴承与轴颈表面分开，则运动副表面就不发生接触，从而降低摩擦、减少磨损，延长轴承的使用寿命。
根据流体润滑形成原理的不同，润滑油膜分为流体静压润滑(外部供压式)及流体动压润滑(内部自生式)，本章讨论流体动压轴承实验。
流体动压润滑轴承其工作原理是通过韧颈旋转，借助流体粘性将润滑油带人轴颈与轴瓦配合表面的收敛楔形间隙内，由于润滑油由大端人口至小端出口的流动过程中必须满足流体流动连续性条件，从而润滑油在间隙内就自然形成周向油膜压力(见图1)，在油膜压力作用下，轴颈由图l(a)所示的位置被推向图1(b)所示的位置。
图1 动压油膜的形成当动压油膜的压力p 在载荷F 方向分力的合力与载荷F 平衡时，轴颈中心处于某一相应稳定的平衡位置O 1，O 1位置的坐标为O 1(e ，Φ)。
其中e =OO 1，称为偏心距；Φ为偏位角(轴承中心O 与轴颈中心O 1连线与外载荷F 作用线间的夹角)。
随着轴承载荷、转速、润滑油种类等参数的变化以及轴承几何参数(如宽径比、相对间隙)的不同．轴颈中心的位置也随之发生变化。
对处于工况参数随时间变化下工作的非稳态滑动轴承，轴心的轨迹将形成一条轴心轨迹图。
为了保证形成完全的液体摩擦状态，对于实际的工程表面，最小油膜厚度必须满足下列条件：()21min Z z R R S h += （1）式中，S 为安全系数，通常取S ≥2；R z1，R Z2分别为轴颈和铀瓦孔表面粗糙度的十点高度。
滑动轴承实验是分析滑动轴承承载机理的基本实验，它是分析与研究轴承的润滑特性以及进行滑动轴承创新性设计的重要实践基础。
根据要求不同，滑动轴承实验分为基本型、综合设计型和研究创新型三种类型。
（1）掌握实验装置的结构原理，了解滑动轴承的润滑方式、轴承实验台的加载方法以及轴承实验台主轴的驱动方式及调速的原理。
开题报告高速滑动轴承电主轴——转子系统动力学性能的研究课件
高速滑动轴承电主轴——转子 系统动力学性能的研究
姓名：鲁豫鑫 学号：11721167 专业：机械设计及理论 导师：李松生
1
目录
1
课题来源
2
研究目的和实践意义
3
国内外研究状况
4
主要研究内容
5
主要研究方法
6
课题计划安排
7
预期目标
开题报告高速滑动轴承电主轴——转
一、课题来源
上海市重点实验室 科研项目
开题报告高速滑动轴承电主轴——转
下轴瓦无量纲油膜力分布
上轴瓦无量纲油膜力分布
开题报告高速滑动轴承电主轴——转
❖ 3、滑动轴承动力特性系数的计算
❖ 油膜的动力特性，反应了当轴颈偏离了静平衡位置并在 此位置附近作变位运动时油膜力的相应的变化情况。力 的变化与扰动之间的关系一般是非线性的，当扰动是微 小量时，为简化分析，可以把这种关系线性化。
响应； 完成试验台的搭建并确定试验方案，试验得出系统的 2013.07-2013.09 固有频率和动态响应； 整理实验结果并与理论结果相比较，验证理论的正确 2013.10-2010.11 性；
2013.12-2014.03 完成论文写作、修改定稿，准备答辩；
开题报告高速滑动轴承电主轴——转
❖ 7、预期目标
学
Lund提出了油膜力用八个刚度、阻
尼系数表述的线性化模型，将滑动
轴承与转子结合在一起研究；
F.Ehrich通过实验证明并分析了燃
气轮机的混沌现象；
Zavodney、Nayfeh等通过研究揭
示系统出现的倍周期分叉、倒分叉
和混沌等动力学行为。
杨金福等提出了油膜-转子系统中轴 承运行失稳的判据方程，解释了油 膜力的作用机理； 陈予恕、曹树谦等给出了圆盘-轴段 形式的转子系统模型建模准则； 张大志等建立了考虑非线性油膜力 的非线性刚度轴转子系统的动力学 模型； 陈予恕等对弹支刚性转子系统的碰 摩进行了研究； 陈照波、焦映厚等对非线性转子— —轴承系统动力学分叉及稳定性进 行了分析研究； 牛玉清、徐鉴等分析了多圆盘转子 系统在非线性油膜力作用下的周期 性运动及稳定性；
止推滑动轴承试验机设计说明书
止推滑动轴承试验机摘要：摩擦磨损试验机主要应用于研究摩擦学产品的相关领域，目前，世界上只有美国、英国、日本等少数几个国家有摩擦磨损试验机的专业生产企业，许多资料表明现有的摩擦磨损试验机所测试的式样几乎以滑块、圆盘为主，而且可在一定范围内实现载荷、速度、润滑量、温度等因素控制。
而接触导线式样多以线材为主，同时要实现在电接触条件下对载荷、滑动速度、电流、电压等单、多因素的控制。
因此为了保证点接触线材在这方面的研究、实验、开发，研制了一台新型、简易、性能可靠、成本较低的滑动摩擦磨损试验机。
关键词：试验机、摩擦磨损、滑动Sliding friction and wear test machineAbstract：The friction and wear test machine will be used in tribology research products related fields, at present, there is only the United States、Britain、Japan and a few countries have friction and wear test machine professional production enterprises, much of the information available shows the friction and wear test machine for testing the format almost slider, the disk-based, but in a certain range within load, speed, lubrication, temperature control and other factors. And the contact wire to wire more style, and mainly to achieve electrical contact under the conditions of the load, sliding speed, current, voltage single-and multi-factor control. Therefore, to ensure that point contact wire in the research, experiment, development, development of a novel, simple, reliable performance, lower cost of sliding friction and wear test machine.Keywords：testing machine, friction and wear, sliding .2目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1选题的目的及意义 (1)1.2选题的国内外研究现状 (2)1.2.1 选题的国内研究现状 (2)1.2.2 选题的国外发展趋势 (3)1.3选题研究的主要内容与研究方法 (5)1.4选题研究的预期结果 (5)第2章摩擦磨损试验原理与方法 (6)2.1 材料摩擦磨损的评定方法 (6)2.1.1 摩擦的概念及类型 (6)2.1.2 摩损的类型及评定方法 (6)2.2 摩擦磨损试验方法分类 (8)2.3 常用的几种磨损试验机 (9)2.4 教学用磨损试验机的功能需求 (11)2.5 本章小结 (11)第3章磨损试验机测试方案比较与分析 (12)3.1 简易环块式方案 (12)3.1.1 结构特点及工作原理 (12)3.1.2 主要组件 (13)3.1.3 设计启示 (15)3.2 球盘式方案 (15)3.2.1 试验机工作原理 (15)3.2.2 试验机传动方案 (16)3.2.3 试验机机械部分特点 (17)3.2.4 试验机应用范围 (18)3.2.5 设计启示 (18)3.3 多用途型方案 (18)3.3.1 试验原理 (18)3.3.2 试验机结构组成及其主要性能指标 (19)3.3.3 设计启示 (21)3.4 CJS106型试验机 (21)3.4.1 基本结构及工作原理 (21)3.4.2 设计启示 (23)3.5 本章小结 (24)第4章小型磨损试验机试验执行部件的结构设计 (25)4.1试件装夹组件的设计……………………………………………………………254.2摩擦力测试组件的设计…………………………………………………………274.3 试验力加载组件设计 (27)4.4 本章小结 (28)第5章小型磨损试验机整体结构设计 (29)5.1主要参数设计 (29)5.2整体结构设计 (29)5.3 本章小结 (31)第6章试验机零部件的设计与校核 (32)6.1电动机的选型 (32)6.2轴系零件的设计校核 (33)6.2.1轴的设计与校核 (33)6.2.2轴承的选用与校核 (34)6.2.3键的选用与校核 (35)、第1章绪论1.1 选题的目的及意义运动产生摩擦。
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提供 ， 过 Ｖ带 传 动 ３ 动力 轴 ８ 联 轴 器 ９ 驱 动试 通 、 、 、 验 轴 １ 照所 需 要 的转 速 旋 转 。为方 便 拆 卸 和更 ０按
换试 验 轴 承 １ ， 验 轴 的轴 承 座 １ 装 在导 轨 １ １试 ６安 ７
摘要
研制 了自润滑塑料 滑动轴承综合性能测试 系统并对聚四氟 乙烯 （ｒ Ｅ 基复合材料 滑动轴 承进行 了实际 Ｐｒ ） Ｆ
测试。该 系统能够 实现滑动轴承 工作过程 中载荷 、 度、 面温度 、 擦 力信 号的在 线测量并计 算摩擦 系数和 工作 速 表 摩
Ｐ Ｖ值 ， 用该 系统可以完成不同设计参数的塑料滑动轴承综合性能和承载 能力测试 与评价 。 利
上 ， 以沿轴 向依 次将 试 验 轴 的右 侧轴 承座 和试 验 可
轴 承 向右取 出 。轴 承 工 作 载 荷 通 过 微 型空 气 压 缩 机、 压力 调节 阀和气 缸 １ ２由径 向施加 。
配副 、 等条件 的影 响 ， 工况 因此许多 重要设 备往 往 由 于设计参 数不合 适 ， 致轴 承 过 度磨 损 或 润 滑性 能 导 无 法满 足要求 ， 而缩 短 设 备 维护 周 期 。笔 者研 制 进 了塑料 滑动 轴 承 综 合 性 能 测试 系 统 并 对 芳 纶 增 强 ＰＦ Ｔ Ｅ基 复合材料 轴 瓦的综合 性能进 行 了测 试 。
１ 塑料 滑动轴 承的 设计理论 和对 测试 系统的 要求
１ １ 塑料 滑 动轴承 主要 失效形 式和设计 参数 ．
自润滑 轴承 的轴 瓦必须 由 自身具 备 足够强 度和 润 滑性 的材料制 造 ， 保证 轴承 有足够 的承 载能力 、 低
摩 擦系数 和低磨 损率 。 自润 滑塑料 轴承 的主要 失效
ｌ一气缸 ；１一力传感器 ；１一 测摩擦力摆杆 ； ２ ３ ４
１一 试 验 轴 支 撑 轴 承 ；１一 轴 承座 ；１一 导轨 ；１一 底 座 ５ ６ ７ ８ 图 １ 自润 滑 滑 动 轴 承 实验 台结 构 示 意 图
承间 隙。主要参 数 的取 值 区间可 以从 设计 手册 中获 得， 但重 要场合 下经 常需要通 过试验 来确定 。
２ １ 系统基 本结构 与工 作原理 ．
高分子 复合材料 的迅 猛 发 展 ， 人们 开发 出 了许 多具 备优 良力学性 能 的塑料合金 并将其 在工业 领域 中广 泛用作 自润 滑滑 动 轴承 材 料 。聚 四 氟 乙烯 （ Ｔ Ｅ） ＰＦ 基 复 合 材料 、 酰 亚 胺 （ Ｉ 基 复 合 材 料 Ｊ 聚 聚 Ｐ） 、 醚醚酮 （ Ｅ Ｋ） Ｐ Ｅ 基复 合材 料 等都 作 为 滑动 轴 承材
关键词 塑料 滑 动 轴承 性 能测 试
随着 环境保 护 要求 的不 断提 高 ， 业设 备 对 于 工 润滑油脂 的泄漏 限 制 日渐 苛 刻 ， 无油 自润 滑 轴承 因 此 受到广 泛青 睐 。另 外在需 要免维 护或较 长维 护周 期 的设备 中也希 望能够 采用 无油 自润滑轴 承 。随着
形 式包括过 量 塑性 流动 或 蠕变 、 过度 磨 损 和 过度 生 热， 相应设 计准则 包括 静强度 准则 、 耐磨性 准则 和耐
热 性准 则。 自润 滑塑料 滑动轴 承 主要参数包 括 宽径 比和轴
１ 光 电测 速 器 ； 一 测 速 盘 ； 一 Ｖ带 传 动 ； 一 轴 承 端 盖 ； 一 ２ ３ ４ ５ 轴 承 座 ； 一 轴 承 座 夹 持 单元 ； 一 动力 头 支 撑 轴 承 ； 一 ６ ７ ８ 动 力 轴 ； 一 联 轴 器 ；１一 试验 轴 ；１一 试 验 轴 承 ； 一 ９ ０ １
轴 承 间隙 的轴 承实 验 ； 同时定 量 获 取轴 承实 验 过程
中的压力 （ 、 Ｐ）速度 （ ）ＰＶ值 和轴 承 温 升 ； Ｖ 、 测定 轴 承 实验后 的磨 损率 ； 后 综合 评 价 轴 承 材料 的性 能 最
和指导 轴承设计 。 ２ 测试 系统 工作原 理及 相关参 数选择
料在不 同工况 下得到 成功应及 传 动部 分 、 动加 载部 气 分、 信号 获取 与显示 仪表 部分 、 据采集 与处 理软件 数
４部 分组成 。 系 统主要 机械结 构如 图 １ 示 。动力 由电动机 所
时 ， 瓦 材料 的机 械 强 度 、 轴 耐磨 性 、 承载 Ｐ Ｖ值 及 线 膨 胀系数 等参数 都是 重要 的选择依 据 。而机械 工程 师从手册 中所 能获取 的相关 参数都 只是在 标准试 验
根据 自润滑 塑料 滑 动轴 承 的基 本 设计 理 论 ， 塑 料 滑动轴 承 的实验系统 必须 能够完成 不 同宽径 比和
维普资讯
工程塑料应用
２０ ０ ７年 ， ３ 第 ５卷 ， ８ 第 期
滑 动轴 承 的摩 擦 系数 时 忽 略 加 载 接 触 面 的滚 动摩
维普资讯
乐， ： 料滑动轴 瓜综合性能测试系统研制
６ ３
塑料 滑 动轴 承 综 合性 能测 试 系统研 制 术
古 乐 孟庆 鑫 刘 先科 ，
（ ． 尔滨 工 程 大 学 机 电 工程 学 院 ， 尔 滨 １哈 哈 １００ ； ２ 哈 尔滨 工业 大 学 机 电工 程 学 院 ， ５ ０ １ ． 哈尔 滨 １０ ０ ） ５ ０ １
１２ 对 测试 系统的基 本要 求 ．
为 测量试 验轴 承 工 作 时 的摩 擦力 矩 ， 在加 载 接 触 处采 用双滚 动轴 承接触 结 构 ， 图 ２ 示 。 算 如 所 计
哈 尔 滨 市 青年 科 学 基 金 资 助 项 目（０ ４ Ｆ Ｘ ０５） ２０ Ａ Ｑ Ｊ １
收 稿 日期 ：０ ７０ —８ ２ ０ —５２